1. 电流的磁现象
在自然界中,不仅磁体的周围空间存在着磁场,在任何通电的导线周围也存在着磁场。实践证明,当一根直导线通过电流后,在这根导线周围产生的磁力线的形状是围绕这根导线的一些同心圆圈。导线中通过的电流越大,磁场就越强;越靠近导线的地方磁力线密度越大,越远离导线的地方磁力线密度越小,如图1-5所示。
图1-5 通电导线周围的磁力线
图1-6 线圈的磁力线
如果把导线绕成螺旋管的形状并通以电流,在它的周围也会形成磁场,其磁力线分布情况和条形磁铁相似,如图1-6所示。通电螺旋管中磁力线的方向可以这样确定:以右手握线圈,使四指指向电流的方向,那么大拇指所指的方向就是其磁场N极的方向(图1-6)。
一般情况下,线圈的圈数越多,通过线圈的电流越大,所形成的磁场越强。另外,如果将不同的物质放入通电的螺旋管中,它们对其外部磁场的影响是不同的。凡能使磁场增强的物质,如铁、钢、钴、镍等,称为磁性物质;与此相反,凡能使磁场减弱的物质,如铜、纸、木材、玻璃等,称为非磁性物质。在电工技术中,多数情况下需要增强电流产生的磁场,例如电力变压器、电动机等电力设备,此时就把适当形状的磁性物质——硅钢片填充在它们的线圈中。
2. 电磁感应
如上所述,通电导线周围会产生磁场。实际上,在特定条件下,磁场也可以在导线中产生电流。技术上把这种现象称为电磁感应现象,由电磁感应产生的电流叫做感应电流。与电路中产生电流时需要电压一样,感应电流也可以理解为是在感应电压(也称感应电动势)的作用下产生的。
实践证明,当导线沿着和磁力线垂直的方向快速移动时,即导线做切割磁力线运动时,导线中即有电流产生,如图1-7所示。导线运动得越快、磁场越强,感应电流越大;磁场中导线的长度越长、根数越多,感应电流或感应电压也越大。
图1-7 电磁感应现象与右手定则